package com.leetcode.array;

/**
 * 旋转数组
 *
 * 给定一个数组，将数组中的元素向右移动k个位置，其中k是非负数。
 *
 * 进阶：
 *
 * 尽可能想出更多的解决方案，至少有三种不同的方法可以解决这个问题。
 * 你可以使用空间复杂度为O(1) 的原地算法解决这个问题吗？
 *
 * 示例 1:
 *
 * 输入: nums = [1,2,3,4,5,6,7], k = 3
 * 输出: [5,6,7,1,2,3,4]
 * 解释:
 * 向右旋转 1 步: [7,1,2,3,4,5,6]
 * 向右旋转 2 步: [6,7,1,2,3,4,5]
 * 向右旋转 3 步: [5,6,7,1,2,3,4]
 * 示例2:
 *
 * 输入：nums = [-1,-100,3,99], k = 2
 * 输出：[3,99,-1,-100]
 * 解释:
 * 向右旋转 1 步: [99,-1,-100,3]
 * 向右旋转 2 步: [3,99,-1,-100]
 * 提示：
 * 1 <= nums.length <= 2 * 104
 * -231 <= nums[i] <= 231 - 1
 * 0 <= k <= 105
 *
 * 作者：力扣 (LeetCode)
 * 链接：https://leetcode-cn.com/leetbook/read/top-interview-questions/xm42hs/
 * 来源：力扣（LeetCode）
 * 著作权归作者所有。商业转载请联系作者获得授权，非商业转载请注明出处。
 * @author ymy
 * @date 2021年08月31日 18:11
 */
class Code08 {
    public static void main(String[] args) {
        int[] nums = {1,2,3,4,5,6,7};
        int k = 3;
        for(int num :nums){
            System.out.print(num);
            System.out.print(",");
        }
        rotate2(nums,k);
        System.out.println();
        for(int num :nums){
            System.out.print(num);
            System.out.print(",");
        }
    }
    //每次移动k位，移动一次
    public static void rotate1(int[] nums, int k) {
        int num = nums[0];
        nums[0] = Integer.MAX_VALUE;
        int index = 0;
        for(int i = 0;i<nums.length;i++){
            int temp = nums[(index+k)%nums.length];
            nums[(index+k)%nums.length] = num;
            if(temp == Integer.MAX_VALUE && i != nums.length-1){
                if(i != nums.length-1){
                    num = nums[(index+1+k)%nums.length];
                    index = (index+1+k)%nums.length;
                    nums[index] = Integer.MAX_VALUE;
                    continue;
                }
            }
            index = (index+k)%nums.length;
            num = temp;
        }
    }


    //每次移动一位，移动k次
    public static void rotate2(int[] nums, int k) {
        while(k>0){
            int temp1 = nums[0];
            for(int i = 1; i<nums.length;i++){
                int temp2 = nums[i];
                nums[i] = temp1;
                temp1 = temp2;
            }
            nums[0] = temp1;
            k--;
        }
    }

    /**
     * 官方题解 1
     * 使用额外数组
     */
    public static void rotate3(int[] nums, int k) {
        int n = nums.length;
        int[] newArr = new int[n];
        for (int i = 0; i < n; ++i) {
            newArr[(i + k) % n] = nums[i];
        }
        System.arraycopy(newArr, 0, nums, 0, n);
    }

    /**
     * 官方题解 2
     * 环状替换
     */
    public static void rotate4(int[] nums, int k) {
        int n = nums.length;
        k = k % n;
        int count = gcd(k, n);
        for (int start = 0; start < count; ++start) {
            int current = start;
            int prev = nums[start];
            do {
                int next = (current + k) % n;
                int temp = nums[next];
                nums[next] = prev;
                prev = temp;
                current = next;
            } while (start != current);
        }
    }
    public static int gcd(int x, int y) {
        return y > 0 ? gcd(y, x % y) : x;
    }

    /**
     * 官方题解 3
     * 数组反转
     * 该方法基于如下的事实：当我们将数组的元素向右移动 k次后，尾部 k mod n个元素会移动至数组头部，其余元素向后移动 k mod n 个位置。
     *
     * 该方法为数组的翻转：我们可以先将所有元素翻转，这样尾部的 k mod n 个元素就被移至数组头部，
     * 然后我们再翻转 [0, k mod n-1] 区间的元素和 [k mod n,n−1] 区间的元素即能得到最后的答案。
     *
     * 我们以 n=7，k=3 为例进行如下展示：
     * ------------------------------------------------------------
     * 操作	                            |         结果
     * ------------------------------------------------------------
     * 原始数组                          |      1 2 3 4 5 6 7
     * --------------------------------------------------------------
     * 翻转所有元素	                    |      7 6 5 4 3 2 1
     * ---------------------------------------------------------------
     * 翻转 [0 , k mod n−1] 区间的元素	|      5 6 7 4 3 2 1
     * --------------------------------------------------------------
     * 翻转 [k mod n , n−1] 区间的元素	|      5 6 7 1 2 3 4
     * --------------------------------------------------------------
     *
     * 作者：LeetCode-Solution
     * 链接：https://leetcode-cn.com/problems/rotate-array/solution/xuan-zhuan-shu-zu-by-leetcode-solution-nipk/
     * 来源：力扣（LeetCode）
     * 著作权归作者所有。商业转载请联系作者获得授权，非商业转载请注明出处。
     */
    public static void rotate5(int[] nums, int k) {
        k %= nums.length;
        reverse(nums, 0, nums.length - 1);
        reverse(nums, 0, k - 1);
        reverse(nums, k, nums.length - 1);
    }

    public static void reverse(int[] nums, int start, int end) {
        while (start < end) {
            int temp = nums[start];
            nums[start] = nums[end];
            nums[end] = temp;
            start += 1;
            end -= 1;
        }
    }
}
